Evde jeotermal ısıtmanın çalışma prensibi. Bir evin anahtar teslimi jeotermal ısıtma maliyeti Kendin yap jeotermal ısıtma

Jeotermal ısıtma, yer altındaki nesnelerin yerin magmasından gelen ısıyla ısıtılmasına dayanır. Toprağın üst yoğun katmanları, bir cihaz kullanılarak yüzeyden ulaşılabilen yeraltı ısısını korur.

Jeotermal ısıtma sisteminin ana ünitesi iki devrede çalışan bir ısı pompasıdır. İç devre, radyatörler ve borular dahil olmak üzere bir evin ısıtma sistemidir, dış devre ise yeraltında veya su altında bir kuyuya yerleştirilmiş bir ısı eşanjörüdür. Dış devre ısı eşanjöründe bir soğutucu (antifriz) dolaşarak, ısı eşanjörünün bulunduğu ortamın sıcaklığını alır. Isıtılan soğutucu, ısı pompası tarafından ısı pompasının freonuna aktarılır. Freon bir kompresör tarafından sıkıştırıldığında sıcaklığı 100 dereceye yükselir ve ısısının bir kısmı evin iç ısıtma sistemine aktarılır.

Böylece jeotermal ısı pompası sistemin önemli bir unsurunun rolünü oynar. Jeotermal ısıtmanın yer altı kaplıcalarından elde edilen ısının kullanımına dayandığı yanlış bir inanıştır. Donma derinliğinin altındaki 5-7 derece sıcaklıktaki toprak bu tür ısıtma için ısı kaynağıdır.

Jeotermal ısıtmanın artıları ve eksileri

• Bu yöntemin verimliliği %300 - 500'dür;
• bu tür enerjinin kullanılabilirliği ve sınırsız hacmi;
• Çevre güvenliği;
• yangın tehlikesi yok;
• otonom çalışma modu;
• düşük işletme maliyetleri.

Dezavantajları arasında yüksek maliyete dikkat çekiyoruz (tek başına ısı pompasının maliyeti 3 - 10 bin avro).

Jeotermal ısıtma çok ekonomiktir: tüketilen 1 kW elektrik için yeraltından 4-6 kW termal enerji elde edilir, bu nedenle önemli maliyetlere rağmen jeotermal ısıtma cihazı 5 - 8 yılda kendini amorti eder.

Kendi jeotermal ısıtmanızı nasıl yapabilirsiniz?

Jeotermal ısıtmayı kendi ellerinizle kurmanın zorlukları, büyüklüğü ve derinliği birçok faktöre bağlı olan şaftla başlar: bölgenin coğrafyası, toprak özellikleri, iklim, ısıtma alanı vb. Madenin derinliği birkaç on ila yüzlerce metre arasında olabilir.

Jeotermal ısıtma cihazları için üç tip ısı eşanjörü vardır:

1. Sondaj pompası ile dikey. Derinliği 200 m'ye ulaşabilir, maliyeti yüksektir ancak 100 yıla kadar hizmet ömrü maliyetleri haklı çıkarır.
2. Yatay, toprak donma işaretinin altında yeraltında bulunur. Bu tasarımın dezavantajı geniş alandır: 200 m2'lik bir ev için 500 m2 ısı eşanjörüne ihtiyacınız olacaktır.
3. Sualtı, kışın suyun donma derinliğinin altında bulunur. Özel bir ev için, genellikle en uygun seçenektir ve kapsamlı ve pahalı kazı çalışmaları yapmadan yapmanıza olanak tanır. Tek şart, evden 100 m'den fazla olmayan bir mesafede bir rezervuarın bulunmasıdır.

Fotoğrafta jeotermal ısıtma için yatay bir ısı eşanjörü gösterilmektedir

Dış devre, 1 m kollektör uzunluğu başına 40-50 W ısı oranında polietilen borulardan yapılmıştır. Pompa kapasitesi 10 kW ise kuyu derinliği 160-200 m olmalıdır Bazen bir kuyu yerine gerekli toplam uzunlukta birkaç kuyu yapılır. Bir noktadan farklı yönlere sondaj yapan küme teknolojisi de kullanılır - bu, yerel alanın korunmasına olanak tanır.

Bir kır evi için jeotermal ısıtmanın nasıl yapılacağı hakkında daha fazla bilgi için aşağıdaki videoyu izleyin.

Jeotermal ısıtmayla ilgili yorumlar neler?

İnternette jeotermal ısıtma sistemlerinin çalışmasıyla ilgili birçok inceleme bulunmaktadır. Başarılı çalışmasının yanı sıra ev sahipleri şunu belirtiyor:

• sistemdeki soğutucunun sıcaklığı genellikle tasarım sıcaklığından düşüktür ve suyun ek bir ısı kaynağıyla ısıtılması gerekir (örneğin);
• bir ısı pompasının yüksek maliyeti, yalnızca 15-20 yıl sonra geri ödenmesine olanak sağlayacaktır (elektrik ve işletme maliyetleri dikkate alınmamıştır);
• Birkaç ev için ortak bir ısıtma sistemi kurmak daha ucuzdur.

sonuçlar

1. Jeotermal ısıtma Rus tüketiciler için hala pahalıdır ve yalnızca gelişmiş ülkelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda bu ısıtmanın altında yatan teknoloji oldukça umut verici.
2. Isı üretim teknolojisinin iyileştirilmesi ve maliyetinin düşürülmesi, bu ısıtma yönteminin ülkemizde yaygınlaşmasında temel etken olmalıdır.

Jeotermal ısıtma, tüm alternatif enerji kaynakları arasında en umut verici olanlardan biridir. Güneş sistemlerinden farklı olarak pratikte yılın zamanına bağlı değildir. Peki dünyanın ısısını ve enerjisini kullanarak bir evi ısıtmak karlı mıdır?

Jeotermal ev ısıtma

Öncelikle termal enerji elde etmenin ilkelerini anlamalısınız. Dünyanın derinliklerine inerken sıcaklığın artmasına dayanırlar. İlk bakışta ısınma derecesindeki artış önemsizdir. Ancak yeni teknolojilerin ortaya çıkmasıyla birlikte, toprağın ısısını kullanarak bir evi ısıtmak bir gerçek haline geldi.

Jeotermal ısıtmayı organize etmenin ana koşulu en az 6°C sıcaklıktır. Bu, orta ve derin toprak katmanları ve rezervuarlar için tipiktir. İkincisi dış sıcaklığa oldukça bağımlıdır, bu nedenle çok nadiren kullanılırlar. Bir evin ısıtılmasını dünyanın enerjisiyle pratik olarak nasıl organize edebilirsiniz?

Bunu yapmak için farklı teknik özelliklere sahip sıvılarla dolu 3 devre yapmanız gerekir:

• Dış. Daha sıklıkla antifriz içinde dolaşır. En az 6°C sıcaklığa kadar ısınması dünyanın enerjisinden kaynaklanmaktadır;
• Isı pompası. Bu olmadan, dünyanın enerjisini kullanarak ısıtmak imkansızdır. Dış devreden gelen soğutucu, bir ısı eşanjörü kullanarak enerjisini soğutucuya aktarır. Buharlaşma sıcaklığı 6°C'nin altındadır. Bundan sonra kompresöre girer ve burada sıkıştırma sonrasında sıcaklık 70°C'ye yükselir;
• İç devre. Benzer bir şema, ısıyı sıkıştırılmış soğutucu akışkandan soğutma sistemindeki suya aktarmak için kullanılır. Bu sayede minimum maliyetle yerin derinliklerinden ısıtma gerçekleşir.

Açık avantajlara rağmen bu tür sistemler nadirdir. Bunun nedeni, ekipman satın almanın ve harici bir ısı alım devresi düzenlemenin yüksek maliyetleridir.

Dünyanın sıcaklığından ısınmanın hesaplanmasını profesyonellere emanet etmek en iyisidir. Tüm sistemin verimliliği hesaplamaların doğruluğuna bağlı olacaktır.

Isı pompasının çalışma prensibi

Jeotermal ısıtmanın “kalbi” ısı pompasıdır. Çalışması tüm sistemin verimliliğini doğrudan etkileyen birkaç bileşenden oluşur. Bu nedenle, özel bir evi yerden ısıtmayı planlamadan önce bu birimin temel özelliklerini bulmanız gerekir.

Bu cihaz karmaşık ekipman kategorisine ait olduğundan yalnızca fabrika modellerinin satın alınması tavsiye edilir. Isı pompası tasarımı aşağıdaki bileşenleri içerir:

• Evaporatör. Bu blokta enerji dış devreden aktarılır;
• Kompresör. Soğutucu ortamda yüksek basınç oluşturmak için gerekli olan;
• Kılcal damar. Soğutucu devresindeki iç basıncı azaltmaya yarar;
• Kontrol sistemi. Yardımı ile özel bir evin yerden ısıtılması düzenlenir - çalışma sıcaklığı, soğutucuların akış hızı vb.

Kendiniz bir ısı pompası yaparken asıl sorun, ısı kayıplarını azaltmak ve dahili devrenin soğutucu akışkanla çalışmasını normalleştirmektir. Fabrika modellerinin kurulması üretim aşamasında gerçekleşir ve tasarım, parametrelerini ayarlama imkanı sağlar.

Evin ısıtılması için toprağın ısısının normal bir sıcaklık sağlaması için pompanın parametreleri nasıl doğru bir şekilde hesaplanır? Bunu yapmak için pompanın termal gücünü bulmanız gerekir. Yaklaşık bir hesaplama için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:

Q=(t1-t2)*V

Nerede t1-t2– giriş ve dönüş boruları arasındaki sıcaklık farkı, °C, V– hesaplanan soğutma sıvısı akışı hacmi, m³/saat, Q– ısı pompasının nominal gücü, W.

Bu teknik, birçok ek faktör içerdiğinden karmaşık sistemler için geçerli değildir. Özellikle ana hattaki ısı kayıpları. Bu özellikle zemin yüzeyine mümkün olduğunca yakın çıktığı alanlar için geçerlidir. Isı kayıplarını en aza indirmek için zemindeki ısıtma borularının izolasyonu yapılmalıdır.

Isı pompasının çalışması elektriğe bağlı olduğundan acil durum güç kaynağı kurulması tavsiye edilir.

Jeotermal ısıtma seçenekleri

Evi ısıtmak için toprak enerjisinin maksimum düzeyde kullanılabilmesi için harici devre şemasının doğru seçilmesi gerekir. Aslında, termal enerjinin kaynağı herhangi bir ortam olabilir - yer altı, su veya hava. Ancak yukarıda tartışıldığı gibi hava koşullarındaki mevsimsel değişiklikleri hesaba katmak önemlidir.

Şu anda, dünyanın ısısını kullanarak bir evi ısıtmak için etkili bir şekilde kullanılan iki yaygın sistem türü vardır - yatay ve dikey. Anahtar seçim faktörü arsanın alanıdır. Evi toprak enerjisiyle ısıtmak için kullanılan boruların düzeni buna bağlıdır.

Ayrıca aşağıdaki faktörler dikkate alınır:

• Toprak bileşimi. Kayalık ve tınlı alanlarda otoyol döşemek için dikey kanallar yapmak zordur;
• Toprak donma seviyesi. Borular için en uygun derinliği belirleyecektir;
• Yeraltı suyunun konumu. Ne kadar yüksek olursa jeotermal ısıtma için o kadar iyidir. Bu durumda sıcaklık derinlikle birlikte artacaktır; bu da toprak enerjisi kullanılarak ısıtma için en uygun koşuldur.

Ayrıca yaz aylarında ters enerji transferi olasılığını da bilmeniz gerekir. Daha sonra özel bir evin yerden ısıtılması çalışmayacak ve fazla ısı evden toprağa aktarılacaktır. Tüm soğutma sistemleri aynı prensipte çalışır. Ancak bunun için ek ekipman kurmak gerekir.

Evden uzağa harici bir devre kurmayı planlayamazsınız. Bu, dünyanın bağırsaklarından ısıtılırken ısı kayıplarını artıracaktır.

Yatay jeotermal ısıtma diyagramı

Dış otoyolları kurmanın en yaygın yöntemi. Kurulum kolaylığı ve boru hattının hatalı bölümlerini nispeten hızlı bir şekilde değiştirme yeteneği nedeniyle uygundur.

Bu şemaya göre kurulum için bir toplayıcı sistem kullanılır. Bunu yapmak için birbirinden minimum 0,3 m mesafede bulunan birkaç kontur yapılır. Isı pompasına soğutucu sağlayan bir manifold kullanılarak bağlanırlar. Bu, dünyanın ısısından ısıtma için maksimum enerji tedarikini sağlayacaktır.

Ancak bir takım önemli nüansları dikkate almanız gerekir:

• Büyük arsa alanı. Yaklaşık 150 m²'lik bir ev için en az 300 m² olmalıdır;
• Borular toprağın donma seviyesinin altındaki bir derinliğe kurulmalıdır;
• Bahar taşkınları sırasında olası toprak hareketi ile birlikte otoyolların kayma olasılığı da artıyor.

Yatay tipteki toprağın ısısından ısıtmanın belirleyici avantajı, bağımsız düzenleme imkanıdır. Çoğu durumda bu, özel ekipmanın kullanılmasını gerektirmez.

Maksimum ısı transferi için, yüksek ısı iletkenliğine sahip ince duvarlı polimer borular kullanmanız gerekir. Ancak aynı zamanda zemindeki ısıtma borularını yalıtmanın yollarını da düşünmelisiniz.

Dikey jeotermal ısıtma şeması

Bu, özel bir evin yerden ısıtılmasını organize etmenin daha emek yoğun bir yoludur. Boru hatları özel kuyularda dikey olarak yerleştirilmiştir. Böyle bir planın dikey olandan çok daha etkili olduğunu bilmek önemlidir.

Başlıca avantajı, harici devredeki su ısıtma derecesini arttırmaktır. Onlar. Borular ne kadar derine yerleştirilirse, evin ısıtılması için yerden gelen ısı miktarı o kadar fazla sisteme girecektir. Bir diğer etken ise arazi alanının küçük olmasıdır. Bazı durumlarda, harici bir jeotermal ısıtma devresinin kurulumu, vakfın hemen yakınında bir evin inşasından önce bile gerçekleştirilir.

Bu şemayı kullanarak bir evi ısıtmak için toprak enerjisi elde ederken ne gibi zorluklarla karşılaşabilirsiniz?

• Nicel'den Nitel'e. Dikey bir düzenleme için karayollarının uzunluğu çok daha fazladır. Daha yüksek toprak sıcaklıkları ile telafi edilir. Bunun için 50 m derinliğe kadar kuyu açmanız gerekiyor ki bu da emek yoğun bir iştir;
• Toprak bileşimi. Kayalık topraklar için özel sondaj makinelerinin kullanılması gerekir. Kuyunun çökmesini önlemek için, baltaya betonarme veya kalın duvarlı plastikten yapılmış koruyucu bir kabuk yerleştirilir;
• Arıza veya sızdırmazlık kaybı durumunda onarım süreci daha karmaşık hale gelir. Bu durumda toprağın termal enerjisinden dolayı evin ısıtılmasında uzun süreli kesintiler mümkündür.

Ancak yüksek başlangıç ​​maliyetlerine ve emek yoğun kuruluma rağmen otoyolların dikey düzeni optimaldir. Uzmanlar tam olarak bu kurulum şemasını kullanmanızı tavsiye ediyor.

Soğutma sıvısını dikey bir sistemde dış devrede dolaştırmak için güçlü sirkülasyon pompalarına ihtiyaç vardır.

Jeotermal ısıtma organizasyonu

Tüketicilerin hala asıl sorusu var: Bir kır evi için ana ısıtma kaynağı olarak toprak enerjisini kullanmak mümkün mü? Bu mümkündür, ancak yalnızca hesaplamadan sistemin kurulumuna ve test edilmesine kadar tüm aşamalarda profesyonel bir yaklaşımla.

Öncelikle doğru ısı pompasını seçmeniz gerekiyor. Yüksek maliyetleri göz önüne alındığında, öncelikle özelliklerine ilişkin tüm ön hesaplamaları yapmalısınız. Ancak bu durumda dünyanın termal enerjisini kullanarak ısıtma maksimum verime sahip olacaktır. Güvenilir üreticiler arasında Buderus, Vaillant ve Veissman bulunmaktadır. Dünyanın derinliklerinden ısıtmak için bir ısı pompasının ortalama maliyeti, 6 kW nominal güce sahip yaklaşık 360 bin ruble. Daha üretken modeller 1 milyon rubleye mal olabilir.

Alternatif enerji kaynakları arayışı, insan ortamında büyük miktarlarda bulunan ısıyı biriktirebilen cihazların icat edilmesine yol açtı. Güneş ışınları, şofben kaynakları, toprak - bunların hepsi bir dereceye kadar, ısıtma sistemi ve sıcak su temini için soğutucunun ısıtılması ihtiyacını karşılayabilir.

Dünyanın ısısını kullanarak jeotermal ısıtma nispeten yeni bir yön olmasına rağmen, böyle bir çözüme yönelik beklentiler açıktır. Özel ekipmanların kurulumu sayesinde ucuz, neredeyse sonsuz türden bir termal enerji elde etmek mümkün hale gelir.

Yerden bir eve ısı nasıl alınır?

Kışın bile toprak tamamen donmaz. Bu özellik, boru hattını donma noktasının altına döşeyen kurulum ekipleri tarafından kullanılır. Şaşırtıcı bir şekilde bu katmanların sıcaklığı nadiren +5 +7°C derecenin altına düşer.

Dünyanın ısı biriktirme, çıkarma ve soğutucuyu ısıtmak için kullanma yeteneğinden yararlanmak mümkün mü? Kesinlikle! Ancak özel bir evin toprak ısısını kullanarak alternatif olarak ısıtılmasını mümkün kılmak için aşağıdaki sorunların çözülmesi gerekecektir:

• Isı almak - termal enerjiyi biriktirmeniz ve onu bir depolama tankına yönlendirmeniz gerekecektir.
• Soğutucunun ısıtılması. Isıtılmış antifriz, termal enerjiyi ısıtma ve sıcak su sisteminde dolaşan sıvıya aktarmalıdır.
• Soğutulmuş antifriz, daha fazla ısıtma için ısı eşanjörüne geri gönderilmelidir.

Bu sorunları çözmek için dünyanın ısısını kullanan bir jeotermal pompa geliştirildi. Jeotermal ısı pompası, büyük miktarda ısı üretmek için fazlasıyla yeterli miktarda ısıyı çıkarmanıza ve evin tasarımına ve konumuna bağlı olarak bunu ana veya ek ısıtma ekipmanı olarak kullanmanıza olanak tanır.

Jeotermal ısıtma evde nasıl çalışır, çalışma prensibi

Yerden derin ısıtma artık bir hayal değil. Bu tür kurulumlar Rusya'da kolaylıkla satın alınabilir. Ayrıca jeotermal tesisler hem kuzey hem de güney enlemlerinde faaliyet gösterebilmektedir. Peki işlerinde hangi prensibi kullanıyorlar?

Geçen yüzyılda bile belirli türdeki sıvıların buharlaştığında yüzeyi soğutabildiği kaydedildi. Enjeksiyondan önce cildi alkolle sildiğinde veya güneş altında ısıtılan asfalt bir alanı suladığında tam olarak bu olur. Bu prensip, soğutma ekipmanlarının geliştirilmesinde temel olarak alınmıştır.

Sonra şu fikir ortaya çıktı: Neden soğutma işlemini ters yönde çalıştırıp soğuk hava yerine sıcak hava almıyoruz? Çoğu modern klima, yalnızca odadaki havayı soğutmakla kalmaz, aynı zamanda onu ısıtmak için de çalışır. Ancak bu tür cihazların dezavantajı ortam sıcaklığıyla sınırlı olmalarıdır. Yani işaret -5 dereceye ulaştığında çalışmayı bırakıyorlar.

Özel evleri yerden ısıtmak için kullanılan jeotermal pompalar bu dezavantajdan tamamen yoksundur, ancak birçok yönden bir odayı ısıtmak için bir klimanın çalışmasını anımsatan bir prensip kullanırlar.

Jeotermal ısıtma nasıl çalışır?

Daha önce de belirtildiği gibi, dünyanın bağırsaklarından gelen jeotermal ısıtma sistemi birçok yönden bir klimanın ısıtma modunda çalışmasına benzer. Şu anda ne oluyor?

• Toprağın alt katmanlarına, bir nehrin veya gölün dibine antifrizin dolaştığı su toplayıcılar yerleştirilir. Kollektörler ısıyı emer ve soğuğu serbest bırakır.
• Isıtılan antifriz bir pompa yardımıyla yukarıya çıkar.
• Tampon tankında ısı değişimi gerçekleşir. Isıtılmış antifriz, termal enerjiyi soğutucuya aktarır veya suyu ısıtır.
• Soğutulan antifriz kollektörlere geri akar.

Büyük odaları bağımsız olarak ısıtabilen tesisler var, diğerleri ise yalnızca odanın ısı ihtiyacının% 50-75'ini sağlayabilen yardımcı ekipman olarak kullanılıyor.

Dünyanın ısısını kullanan jeotermal ekipmanlar

Toprak enerjisini kullanan derin ev ısıtma sisteminin çalışma prensibi özel ekipmanların kullanımına dayanmaktadır. Aşağıdaki işlevleri yerine getirir: ortamdan ısı biriktirir ve onu ısıtma sisteminin soğutucusuna aktarır. Bunun için aşağıdaki düğümler kullanılır:

• Evaporatör yeraltının derinliklerinde bulunur. Evaporatörün işlevi çevredeki toprakta bulunan termal enerjiyi absorbe etmektir.
• Kondenser - antifrizi gerekli sıcaklığa getirir.
• Isı pompası - sistemdeki antifrizi dolaştırır. Tüm kurulumun çalışmasını izler.
• Tampon tankı - enerjiyi soğutucuya aktarmak için ısıtılmış antifrizi tek bir yerde toplar. Isıtma sisteminden gelen suyu içeren dahili bir tanktan ve içinden ısıtılmış antifrizin hareket ettiği dahili bir bobinden oluşur.

Bir evin doğal olarak düşük sıcaklıkta jeotermal olarak toprağın ısısıyla ısıtılması yeterli termal enerji sağlasa da bu çözüm için en pratik ısıtma seçeneği onu “sıcak zemin” sistemine bağlamaktır.

Jeotermal ısıtmanın kurulumu ve montajı

Jeotermal ekipmanın kurulumuyla ilgili temel zorluk, ısı eşanjörü devresinin toprak-toprak içine kurulumuyla ilişkilidir. İnternette bu işi kendi başınıza nasıl yapacağınıza dair pek çok tavsiye bulabilmenize rağmen, uygulama, tavsiyelerin çoğunun özel uzmanlık eğitimi olmadan uygulanamayacağını, bu nedenle tüm işlerin üreticinin temsilcisi olan profesyonel montajcılar tarafından yapılması gerektiğini göstermektedir. .

Uzmanlarla iletişime geçtikten sonra, özel evler için toprağın ısısını kullanan jeotermal ısıtma sistemleri aşağıdaki birkaç aşamada kurulur:

1. Mühendis evinizi ziyaret ediyor. İlk ziyarette toprak numuneleri alınır, alanın özellikleri belirlenir ve jeotermal sistemin en verimli kurulumuna karar verilir. Kurulumun verimliliği, amaçlanan ısının kaynağından da etkilenebilir. Isı eşanjörlerinin rezervuarın dibine veya termal kaynakların kaynaklarına monte edilmesinin daha verimli olduğu düşünülmektedir.
2. Bir anlaşma yapılması ve gerekli ekipmanın satın alınması. Fiyatlar, kurulum işinin karmaşıklığına ve diğer nüanslara bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. Ancak ortalama olarak, yüksek kaliteli bir Alman üretici seçilirse, kurulum maliyeti yaklaşık olarak fiyatına eşit olacaktır. 350 m2'lik bir ev için Vaillant kurulumunun anahtar teslimi satın alınması. m.'nin maliyeti yaklaşık 21 bin $ olacak
3. Kurulum işi. Özel bir evin yeraltı jeotermal ısı kaynaklarıyla ısıtılması veya daha doğrusu verimliliği büyük ölçüde kurulum aşamasında işin doğru uygulanmasına bağlıdır. Sulu eşanjörler zemine monte edildikten sonra jeotermal tesisata ve ev ısıtma sistemine bağlantı yapılır.
4. Devreye alma işleri. Mühendis sistemi başlatır ve cihazda ince ayarlar yapar. Kurulum sonrasında İş Bitirme Belgesi imzalanır.

Mevcut mevzuata göre ekipmanın montajını yapan firma, bu hizmetler karşılığında ödeme yapılması şartıyla ek garantiler verebilir. Bu tür garantiler ek olarak 1000$'a mal olacaktır.

Kuzeyde jeotermal ısıtma etkili midir?

Bir jeotermal tesisin çalışması için gerekli minimum koşulları oluşturmak için aşağıdaki koşullara uymak yeterlidir:

• Isı değiştiricilerin bulunduğu toprak tabakasının sıcaklığı +5.+7°C derecenin altına düşmemelidir.
• Antifrizin aktığı tüm sistem boyunca donmasını önleyecek koşullar yaratılmıştır.
• Kır evinin jeotermal ısıtması gerekli tüm hesaplamalar ve tasarım dokümantasyonundan sonra gerçekleştirildi.

Açıklanan tüm gereklilikleri dikkate alırsak, yukarıdaki koşulların karşılanması durumunda bu tür kurulumların etkili olabileceği açıkça ortaya çıkar. Bununla birlikte, kuzey bölgeler için, bu tür tesislerin 150-200 m2'ye kadar küçük alanları ısıtmak için kullanılması daha tavsiye edilir. M.

Özel bir evin şofben ısıtılması

Jeotermal pompanın performansı büyük ölçüde ısı eşanjörünün bulunduğu toprağın veya suyun sıcaklığına bağlıdır. Bu bakımdan Kamçatkalılar daha avantajlı durumda. Kamçatka yarımadasında çok sayıda kaplıca vardır - kış mevsiminde bile soğumayan gayzerler.

Ekipmanın kurulumundan önce jeolojik araştırma yapılmalıdır. Evin topraklarında sıcak bir kaynak bulunuyorsa, ısı eşanjörlerinin bu rezervuarın dibine yerleştirilmesi mantıklıdır. Bu durumda jeotermal enerji kendini çok daha hızlı amorti edecektir.

Jeotermal pompa kullanarak bir ev nasıl ısıtılır?

Bir evin yeraltı ısısıyla ısıtılması teknolojisi en çok Batı'da talep görüyor. Bu öncelikle Batı ülkeleri sakinlerinin zihniyetinden kaynaklanmaktadır. Sadece birkaç yıl sonra tamamen karşılığını veren uzun vadeli yatırımlar yapmaya alışkındırlar. Ve ekipmanın kurulumu için tek seferde yaklaşık 20 bin dolar ödeyebilecek çok az insan var. Ancak diğer ısıtma kaynaklarından bağımsız olmak isteyenlerin sayısı sürekli artıyor.

Özellikle giderek artan gaz maliyeti göz önüne alındığında, jeotermal ev ısıtmanın alternatif yöntemleri daha popüler hale geliyor.

Termal enerji tam anlamıyla ayaklarınızın altındadır. Bu sadece eğilme ve onu “kaldırma” meselesidir. Jeotermal kurulum bu konuda yardımcı olabilir. Bir pompanın takılması, bölgeye bağlı olarak ya termal enerji ihtiyaçlarının tamamen karşılanmasına ya da kısmen karşılanmasına olanak tanır, bu da ana ısıtma kaynağı ve özel bir evin sıcak su sistemi üzerindeki yükü önemli ölçüde azaltır.

Ortalama bir insanın, dünyanın iç kısmının tükenmesi, atmosferin ve genel olarak çevrenin hidrokarbonların yakılmasından kaynaklanan kirlenmesi hakkında çok az düşündüğünü kabul etmek gerekir. Hidrokarbon yakıtların maliyeti istikrarlı bir şekilde artmaya başladığından, insanlar ancak şimdi çevre dostu ve yenilenebilir enerji kaynaklarına ciddi şekilde dikkat etmeye başladı. Bu tükenmez kaynaklardan yararlanmanın bir yolu da toprağın ısısıyla evi ısıtmaktır. Bu yazıda nasıl çalıştığı ve nasıl uygulandığı hakkında bilgi bulacaksınız.

Nasıl çalışır?

Yaklaşık 1,5 m ve daha fazla derinlikteki toprak sıcaklığının yıl boyunca sabit olduğu bilinen bir gerçektir. Değeri artı 5-7 ° C aralığındadır ve derinlik arttıkça sıcaklık giderek artar. Bu olay sayesinde insanlar bahçelerindeki yiyecek ve sebzeleri bodrum katlarında saklıyorlar.

Oradaki sıcaklığın her zaman pozitif olduğu ve yerden gelen bu ısıyı evinizi ısıtmak için kullanmamanın günah olacağı ortaya çıktı.

İnsanları en çok cezbeden şey toprağın termal enerjisinin bedava olmasıdır. Ancak onu çıkarmak ve eve göndermek, daha sonra konuşacağımız düzenli bir meblağa mal olacak.

+7 °C gibi zayıf bir ısının odalara taşınması kesinlikle anlamsızdır. Sorun şu şekilde değil: Bizim sıcaklığa değil, enerjiye ihtiyacımız var. Ve normal bir klima bu konuda yardımcı olabilir, ancak ters çevrilmiştir. Sonuçta o ne yapıyor? Yazın enerjiyi binanın içinden alıp dışarıya, kışın ise ters yönde hareket ettirir. Bu, soğutma makinesi içindeki ısı değişim süreçleri (Carnot döngüsü) nedeniyle oluşur.

Kısaca ve basit bir ifadeyle, klimanın içinde iki ısı eşanjörü arasında bir sıvı – soğutucu – dolaşır. Birincisinde odadaki havadan ısı alarak buharlaşır, ikincisinde ise yoğunlaşarak çevreye verir. Soğutucu akışkanın bir toplanma durumundan diğerine geçişi 2 ana ünite - kompresör ve genleşme valfi - tarafından kolaylaştırılır.

Aynı şekilde dünyanın termal enerjisi de açığa çıkar. +7 °C sıcaklığa ısıtılan soğutucu, toprağın derinliklerine yerleştirilen boruların konturu boyunca hareket eder. İlk ısı eşanjöründe çalışma sıvısı freonla buluşarak buharlaşmasına neden olur. İkincisinde, freon yoğunlaşarak ortaya çıkan termal enerjiyi ısıtma sistemine aktarır.

Bu hareket sonucunda toprak 2-3 °C soğurken, ev 20-40 °C ısınır. Sıcaklık farkına dikkat etmemelisiniz çünkü toprak devresinde ısıtma devresinden 10 kat daha fazla sıvı dolaşır. Enerji tüketimi ihmal edilebilir düzeydedir; kompresörü, pompayı ve otomasyonu çalıştırmak için elektrik tüketilir. Genel olarak enerji tüketiminin yerden çekilen enerjiye oranı yaklaşık 1:5-1:7 civarındadır.

Isıtma için dünyanın enerjisini kullanan bir tesisin kendi adı vardır: jeotermal ısı pompası.

Yerden ısı tahliyesi için kurulum türleri

Yukarıda kısaca açıklanan ısı pompasının iç yapısı her durumda değişmeden kalır. Ancak enerjiyi topraktan alan harici devrenin tasarımı iki tiptedir:

• yatay: hesaplanan boyut ve 1,5-2 m derinliğe sahip bir çukura belirli bir aralıkta bir polimer boru döşenir;
• dikey: devre boruları derin kuyulara indirilir. Sayıları da hesaplamayla belirlenir.

Özel bir evin inşaatı aşamasında bir çukur kazmak uygundur, bu tam olarak binanın inşa edilmesi planlanan yerde yapılır. Ayrıca evin yakınında yeterince geniş bir arsa varsa yatay bir kontur düzenlenebilir. Böyle bir alanın olmadığı ve alanın çok az olduğu durumlarda, dünyanın enerjisi derin kuyulardan jeotermal sondalar tarafından toplanır. Bunlardan birkaçını farklı yerlerde yapmanız gerekecek.

Bir veya daha fazla dış devreden gelen boruların uçları evin altına döşenir ve binanın bodrum katına girer ve burada ısı pompasına bağlanır. Yeraltı serpantinlerinde akan soğutucu, inşaatın yapıldığı bölgeye bağlı olarak genellikle su veya donmayan sıvıdır.

Topraktan enerji elde etme verimliliği açısından dikey konturlar, genellikle akiferlerden geçtikleri için yatay konturlardan daha üstündür ve bu, ısı seçimini iyileştirir. Ayrıca, özellikle kuyuların zor koşullarda açılması durumunda kurulum maliyeti açısından da lider konumdadırlar.

Avantajlar ve dezavantajlar

Daha önce de öğrendiğimiz gibi, yerden çıkarılan termal enerjinin neredeyse hiçbir maliyeti yoktur ve bu ana avantajdır. Ama başkaları da var:

• ısı kaynağı yenilenebilir, yani tükenmezdir;
• termal kurulumun çevre dostu olması ve güvenliği benzersizdir;
• düşük maliyetlerle iyi enerji çıkışı;
• kurulum veya bağlantı iznine gerek yoktur;
• yüksek derecede otomasyon ve dolayısıyla konfor;
• seyrek bakım;
• düşük derecede yangın tehlikesi.

Jeotermal sistemin önemli bir avantajı daha var. Derindeki toprağın sıcaklığı tüm yıl boyunca değişmeden kaldığından, yaz aylarında pompa bir ısı pompası olmaktan çıkar, ancak bir soğutma haline gelir. Kurulum yaz moduna geçer, soğutucu akışkan diğer yönde hareket eder ve ısı eşanjörleri işlevsel olarak yer değiştirir. Özel bir ev hava ısıtma üniteleri - fan bobinleri ile donatılmışsa, sistem onlara odalardaki havayı soğutan soğuk su sağlar.

Güneş enerjisi sistemlerinin tek bir dezavantajı vardır, ancak bu o kadar önemlidir ki çoğu zaman tüm avantajları ortadan kaldırır. Tahmin edebileceğiniz gibi, bu ekipman ve kurulum işinin maliyetidir. Herkes çukur kazmanın ve kuyu açmanın oldukça pahalıya mal olacağını anlayacaktır, böyle bir işi kendi ellerinizle yapamazsınız. Yaklaşık bir kilometre uzunluğunda borular, kurulumun kendisi, otomasyon - bunların hepsi düzenli bir meblağa mal olacak. Bu nedenle dünya ısısından hâlâ çok az kişi faydalanabiliyor.

Çözüm

Bir evi ısıtmak için yerden gelen termal enerjinin kullanılmasının uzun vadeli beklentilere sahip olduğu kesinlikle açıktır. Avrupa'da bu tür sistemler yaygınlaştı, vatandaşlarımızın gelirleri henüz istenilen seviyeye ulaşmadı. Ancak ısı pompaları geleceğin ta kendisidir, buna da hiç şüphe yok.

Doğal enerji kaynaklarının sınırlı olması insanlığı alternatif enerji kaynakları aramaya zorlamaktadır. Jeotermal ev ısıtması, geleneksel ısıtma yöntemlerine mükemmel bir alternatiftir. Bu, Avrupa ve Amerika'da jeotermal ısıtma sistemlerinin ana ısı kaynakları olarak yaygın kullanımına ilişkin gerçek verilerle doğrulanabilir.

Biraz tarih! Jeotermal ısıtma sistemleri geçen yüzyılın seksenli yıllarının sonlarında, özellikle Amerika'da önemli ölçüde “genişledi”. Başlangıçta, böyle bir ünitenin kurulmasına yapılan önemli yatırım, bunun yalnızca zengin insanlar tarafından kullanılmasına izin verdi, ancak birkaç yıl sonra bu sistem daha az varlıklı Amerikalılar tarafından erişilebilir hale geldi ve ısıtma ekipmanı pazarında jeotermal ısıtma sistemlerinin önemi arttı.

Avrupa ülkelerinde, sadece yirmi yıl önce, jeotermal tesislerin sayısı 12 milyonu aşıyordu, ancak bugün özel evlerdeki jeotermal tesislerin “nüfusunun” büyüklüğünü yalnızca tahmin etmek mümkün.

Bu neden oluyor?

Her şey çok basit! En uygun fiyatlı ve kullanışlı gazlı ısıtma sistemi, doğal yakıt rezervlerini cebinizden çıkan bir maliyetle azaltır. Ve katı yakıtın (odun, kömür, turba) yakılması sadece sakıncalı olmakla kalmaz, aynı zamanda zararlı karbondioksit salınımı, kurum ve katran kaybı da eşlik eder. Yakıt depolamak için de ek alana ihtiyaç vardır.

Sistemin çalışma prensibi

Jeotermal ısıtma sistemleri buzdolabına (klima) benzer çalışma prensibine sahiptir. Basitçe, buzdolabı havayı soğutur ve jeotermal ısı pompası ısıtma sistemi soğutucusunu ısıtır.

Dünyanın ısısı (enerjisi) odayı ısıtmak için kullanılır. Bir evde bulunan bir ısı pompası, enerjiyi yeraltı suyundan veya toprağın kendisinden alarak ısıya dönüştürür. Bu "ısı" daha sonra evin ısıtma sistemindeki soğutucuyu ısıtmak için kullanılır.

Isı pompasının çalışma prensibi, 19. yüzyılda geliştirilen ters Carnot çevrimine dayanmaktadır.

Böyle bir sistemin "kalbi", ısıyı "sıkıştıran" ve "transfer eden" kompresördür. Bunu yapmak için harici bir enerji kaynağına - bir elektrik şebekesine - ihtiyacı vardır.

Kompresörlü bir şirkette ısı pompasının iç devresi çalışır: kondenser, evaporatör ve kısma vanası.

Bir ısı pompası şu şekilde çalışır:

• Isı emme manifoldu, "yer altı" veya "su altı" ısısını pompaya taşıyacak bir antifriz sıvısı (glikol karışımı, su ve alkol karışımı veya tuzlu su) ile doldurulur.
• Evaporatördeki bu termal enerji, kaynama noktası çok düşük olan soğutucu akışkana aktarılarak hızla kaynamasına ve buharlaşmasına (buhara dönüşmesine) neden olur.
• Çalışan bir kompresör bu buharın basıncını arttırır, bu da buna bağlı olarak sıcaklığının artmasına neden olur.
• Kondenserde soğutucu soğutulur, ısı evin ısıtma devresine aktarılır ve yoğunlaşır.
• Gaz kelebeği aracılığıyla soğutucu kompresöre geri akar ve döngü tekrar tekrarlanır...

Isı pompasına başka bir deyişle “içten dışa” buzdolabı da denilebilir. Sonuçta, bir buzdolabında, soğutucu akışkan, içine yerleştirilen ürünlerin (buzdolabı) ısısıyla ısıtılır ve bir tüp sistemi aracılığıyla arka duvara boşaltılarak buzdolabının dışındaki havayı ısıtır.

Ve bir ısı pompası durumunda, üretilen bu ısı, evin ısıtma sistemindeki soğutucuyu ısıtır. "Sıcak zeminler" bu tür ısıtma sistemlerinde ısıtma cihazı olarak en sık ve daha verimli şekilde kullanılır.

Fark etme! 1 kW elektrik tüketimi ile kaliteli ve doğru hesaplanmış bir “ısı alım” devresi varsa, ısı pompası sisteme 5 kW'a kadar termal enerji sağlama kapasitesine sahiptir!

Jeotermal ısıtma sistemleri için ısı eşanjör çeşitleri

Yatay ısı eşanjörü

Yatay borular, toprak donma tabakasının kalınlığını aşan bir derinliğe döşenir.

Bir termal devre için bu seçenek, bahçe bitkileri (ağaçlar) olmayan geniş bir kişisel arsa alanı olduğunda en uygunudur. Devre borusunun ağacın tepesinden 1,5 m'den daha az bir mesafeye döşenmesine izin verilmez.

250 m2'lik bir evi ısıtırken, ısı değişim devresini barındırmak için 600 m2'lik bir alana ihtiyaç duyulacaktır. Ancak böyle bir alan her zaman mevcut değildir. Özellikle yoğun nüfuslu yazlık kasabalarda.

Bu faktör, bu tip ısı değiştiricinin dezavantajı olarak adlandırılabilir.

Dikey ısı eşanjörü

Dikey ısı eşanjörü belki de her geliştiricinin karşılayamayacağı bir lükstür. Böyle bir ısı eşanjörünü "düzenlemek" için özel sondaj ekipmanına ihtiyacınız olacaktır.

Isı eşanjörü devresi 50-200 m derinliğindeki bir kuyuya indirilir.Termal gücü arttırmak için, boru hatları özel kolektör üniteleri aracılığıyla bağlanan bu tür birkaç kuyu kullanılır.

Böyle bir ısı eşanjörü devre sistemini düzenlemenin avantajı, gelişmiş bir alanda çalışma imkanıdır - bu yöntem mevcut manzaraya zarar vermez.

Suya yerleştirilen ısı eşanjörü

Bu seçenek kurulumu en ekonomik olanıdır - kazı işi yapmaya gerek yoktur, ancak evden 100 m'den fazla olmayan bir mesafede en az 200 m2 alana sahip bir rezervuarın bulunmasını gerektirir. Devre boruları altta donma derinliğinden daha büyük bir derinliğe (en az 2-3 m) döşenir.

Jeotermal ısıtma sistemlerinin avantajları ve dezavantajları

Jeotermal ısıtma sistemlerinin en önemli avantajlarından birini vurgulamak istiyoruz: eviniz için çevre güvenliği. Sonuçta, ısı pompasının normal çalışma sürecine atmosfere herhangi bir zararlı emisyon eşlik etmiyor. Yakıt pompasında yanıcı maddelerin bulunmaması, elektrik kablolarının iyi olması koşuluyla, yangın tehlikesini neredeyse ortadan kaldırır.

Yakıtın olmaması, teslimatı ve depolanması için maliyetlerin olmaması anlamına gelir.

Nispeten yüksek ısı transferiyle (1 kW elektrikten 5 kW termal enerjiye) düşük elektrik tüketimi, bir kır evi için jeotermal ısıtma sisteminin seçimini belirleyen bir diğer önemli (veya en önemli) faktördür.

Jeotermal ısıtma sisteminin özerkliği, sizi onu izleme ve bakım yapma ihtiyacından kurtarır.

Jeotermal ısıtma sisteminin önemli bir fonksiyonel faydası, sıcak havalarda klima görevi görebilmesidir. Bu modda tam tersi olur: Odadan gelen ısı soğutucuyu ısıtır ve soğutucu akışkanı harici ısı toplayıcıya aktarır.

Böyle bir sistemin dezavantajı, kurulumunun karmaşıklığı ve buna bağlı olarak hem kurulum işinin hem de ekipmanın kendisinin yüksek maliyetidir.

Jeotermal ısıtma sistemi, kurulumu ve satın alınması en pahalı ekipmandır.

Bu durumda, bu sistemi kendiniz kurarken paradan tasarruf edebilirsiniz, ancak hesaplamalara ve bir "profesyonel" ile yapılan istişarelere çok dikkat etmeniz gerekir.

İki değerli bir ısıtma devresi kullanma

İki değerli sistem, en yüksek yükler sırasında (düşük ortam sıcaklıklarında) iki ısı kaynağının paralel kullanımını içerir.

Böyle bir sistemde ısı pompasına paralel olarak ilave bir kazan, örneğin elektrikli kazan bağlanır. Düşük ortam sıcaklıklarında yoğun ısıtma modunun kullanılması gerektiğinde kullanılır.

Yaşadığınız bölgede yılda birkaç "donmuş" gün varsa, böyle bir "asistanın" varlığı, ısı pompasının gücünden tasarruf etmenizi sağlar ve bu da maliyetini önemli ölçüde etkiler.